افزودنی همتراز کننده یا لولینگ ایجنت BYK 354 عامل همتراز کننده پلیاکریلاتی غیرسیلیکونی از شرکت BYK می باشد. در این مقاله به بررسی و مقایسه این افزودنی و مکانیزم عملکرد آن میپردازیم.
ترکیب شیمیایی و مشخصات فیزیکی
افزودنی همتراز کننده غیر سیلیکونی BYK-354 یک افزودنی سطحی است که به طور شیمیایی به عنوان محلولی از یک پلیاکریلات تعریف میشود. این ساختار پلیاکریلاتی، مبنای طبقهبندی آن به عنوان یک عامل همتراز کننده غیرسیلیکونی است. این محصول به صورت مایعی شفاف عرضه میشود.
خواص فیزیکی معمول BYK-354 به شرح زیر است:
چگالی (در 20 درجه سانتیگراد): 0.95 گرم بر میلیلیتر. این ویژگی برای محاسبات فرمولاسیون و جابجایی محصول مهم است.
ماده غیرفرار (20 دقیقه، 150 درجه سانتیگراد): 51 درصد. این نشاندهنده محتوای قابل توجهی از ماده فعال است که بر کارایی دوز مصرفی تأثیر میگذارد.
حلالها: این افزودنی از یک ترکیب حلال خاص شامل حلال نفتا (Solvent Naphtha) و دیایزوبوتیل کتون (diisobutyl ketone) با نسبت 9 به 1 استفاده میکند. این ترکیب حلال بر سازگاری آن با سیستمهای رزینی مختلف و پروفایل تبخیر آن تأثیر میگذارد.
نقطه اشتعال: 45 درجه سانتیگراد. این طبقهبندی به عنوان یک مایع قابل اشتعال، پروتکلهای ایمنی، جابجایی و ذخیرهسازی خاصی را در محیطهای صنعتی ضروری میسازد. حلالهای مورد استفاده و نقطه اشتعال آنها نه تنها بر ایمنی و نحوه نگهداری تأثیر میگذارند، بلکه بر سازگاری افزودنی با سیستمهای پوشش مختلف و میزان انتشار ترکیبات آلی فرار (VOC) در فرمولاسیون نهایی نیز اثرگذارند. این جنبهها برای مهندسان فرمولاسیون در انتخاب افزودنی مناسب برای دستیابی به اهداف عملکردی و همچنین رعایت مقررات زیستمحیطی و ایمنی بسیار مهم هستند.
ویژگیها و مزایای عملکردی
افزودنی همتراز کننده غیر سیلیکونی BYK-354 یک لولینگ ایجنت Leveling agent غیر سیلیکونی به طور مؤثر به عنوان یک افزودنی ضددهانه و همتراز کننده عمل کرده و به تشکیل یک سطح صاف و بدون نقص کمک میکند. این افزودنی همچنین به دلیل توانایی خود در افزایش براقیت و ایجاد “اثر موج بلند” (long wave effect) در فیلم پوشش شناخته شده است. اثر موج بلند به توانایی افزودنی در صاف کردن ناهنجاریهای ماکروسکوپی سطح اشاره دارد که به طور قابل توجهی به ظاهر با کیفیت بالا و وضوح تصویر (DOI) پوشش کمک میکند.
یکی از ویژگیهای بارز افزودنی همتراز کننده غیر سیلیکونی BYK-354 این است که تنها کاهش جزئی در کشش سطحی ایجاد میکند. این ویژگی آن را از بسیاری از عوامل همتراز کننده مبتنی بر سیلیکون که کاهش قابل توجهی در کشش سطحی ایجاد میکنند، متمایز میسازد. این کاهش جزئی در کشش سطحی، کلید مزایای دیگر آن است. به دلیل ماهیت غیرسیلیکونی و پلیاکریلاتی آن، یک مزیت قابل توجه این است که بر قابلیت پوششدهی مجدد/چاپ مجدد و چسبندگی بین لایهای تأثیر منفی نمیگذارد. این امر برای سیستمهای پوشش چندلایه و کاربردهای ترمیمی بسیار حیاتی است. این انتخاب طراحی هوشمندانه در پلیاکریلاتها، به جای کاهش شدید کشش سطحی، بر همگنسازی آن در سراسر فیلم تمرکز دارد. این رویکرد از مشکلاتی مانند “خزیدن” (crawling) – که در آن پوشش بعدی از سطح فاصله میگیرد – یا چسبندگی ضعیف لایههای بعدی، که اغلب با عوامل کاهنده کشش سطحی قوی مانند سیلیکونها مرتبط است، جلوگیری میکند.
علاوه بر این، افزودنی همتراز کننده غیر سیلیکونی BYK-354 یک لولینگ ایجنت Leveling agent غیر سیلیکونی به دلیل وزن مولکولی بالا و ساختار غیرقطبی خود، اثر ضد حبابی (deaerating effect) نیز از خود نشان میدهد. این ویژگی به آزاد شدن حبابهای هوای محبوس شده کمک میکند و از ایجاد حفرهها و سایر عیوب ناشی از کف در فیلم پخته شده جلوگیری مینماید. برای دستیابی به هوادهی بهتر، توصیه میشود افزودنی در مرحله آسیاب (mill base) به فرمولاسیون اضافه شود. این افزودنی همچنین پایداری حرارتی ذاتی از خود نشان میدهد که عملکرد ثابت را در شرایط مختلف پردازش، از جمله مواردی که شامل دماهای بالا مانند سیستمهای پخت میشوند، تضمین میکند. سازگاری گسترده آن با بسیاری از سیستمهای پوشش، چالشهای فرمولاسیون را به حداقل میرساند.
کاربردها و سطوح مصرف توصیه شده
افزودنی همتراز کننده غیر سیلیکونی BYK-354 یک لولینگ ایجنت Leveling agent غیر سیلیکونی به طور گسترده برای استفاده در طیف متنوعی از سیستمهای پوشش و چاپ توصیه میشود :
- سیستمهای پوشش پایه حلال و بدون حلال: قابلیت تطبیقپذیری آن در سیستمهای حاوی و فاقد حلالهای آلی گسترش مییابد.
- جوهر چاپ و وارنیشهای پوششدهنده UV-curing: در فرمولاسیونهای قابل پخت با اشعه، که به طور فزایندهای در هنرهای گرافیک رایج هستند، مؤثر است.
- سیستمهای پلاستیکی با پخت در دمای محیط (Ambient-curing plastic systems): این شامل کاربرد آن در سیستمهای رزینی مانند رزینهای پلیاستر غیراشباع و رزینهای اپوکسی میشود که کاربرد آن را فراتر از پوششهای سنتی به تولید پلاستیک گسترش میدهد.
قابلیت استفاده از افزودنی همتراز کننده غیر سیلیکونی BYK-354 در مکانیسمهای پخت اساساً متفاوت (تبخیر حلال، پخت UV، پلیمریزاسیون در دمای محیط) نشاندهنده طراحی شیمیایی قوی آن است که قادر به عملکرد مؤثر در محیطهای مختلف پلیمریزاسیون و تشکیل فیلم است. این تطبیقپذیری گسترده BYK 354 را به ابزاری ارزشمند برای فرمولاتورهایی تبدیل میکند که با خطوط تولید متعدد کار میکنند یا به دنبال سادهسازی موجودی افزودنیهای خود هستند.
سطح دوز پیشنهادی برای BYK-354 بین 0.1 تا 1.5 درصد از کل فرمولاسیون (به صورت عرضه شده) است. مهم است که توجه شود این ارقام برای راهنمایی هستند و سطوح بهینه باید از طریق یک سری آزمایشات تجربی در فرمولاسیون خاص تعیین شوند. این افزودنی انعطافپذیری در نحوه افزودن را ارائه میدهد، زیرا میتواند در هر مرحله از فرآیند تولید، از جمله افزودن پس از تولید، وارد شود. برای بهبود عملکرد هوادهی، توصیه میشود آن را به مرحله آسیاب اضافه کنید.
مکانیزم عمل
به عنوان یک عامل همتراز کننده پلیاکریلاتی، مکانیزم اصلی افزودنی همتراز کننده غیر سیلیکونی BYK-354 شامل مهاجرت کنترلشده آن به سطح فیلم پوشش اعمال شده در طول فرآیند خشک شدن است. به جای کاهش شدید کشش سطحی کلی پوشش، این افزودنی با متعادل کردن و همگن کردن تفاوتهای کشش سطحی که به طور طبیعی در سراسر فیلم با تبخیر حلالها یا پیشرفت واکنشهای پخت ایجاد میشوند، عمل میکند. این یکنواختسازی کشش سطحی برای جلوگیری از عیوب رایج مانند دهانه و پوست پرتقالی، که ناشی از گرادیانهای کشش سطحی موضعی هستند، حیاتی است.
این رویکرد پیچیده به همترازی، به پوشش اجازه میدهد تا کشش سطحی ذاتی خود را به طور مؤثر برای هدایت فرآیند همترازی به کار گیرد، به جای اینکه با یک اثر سورفکتانت تهاجمی آن را نادیده بگیرد. این دقیقاً دلیلی است که افزودنی همتراز کننده غیر سیلیکونی BYK-354 چسبندگی و قابلیت پوششدهی مجدد عالی را حفظ میکند، زیرا انرژی سطحی برای ترشوندگی و پیوند لایههای بعدی مساعد باقی میماند. وزن مولکولی نسبتاً بالا و ساختار غیرقطبی افزودنی به اثر هوادهی ثانویه اما قابل توجه آن کمک میکند. این ویژگی به آزاد شدن حبابهای هوای محبوس شده از فیلم مرطوب قبل از جامد شدن آن کمک میکند و از ایجاد حفرهها و سایر نقصهای زیباییشناختی یا عملکردی جلوگیری مینماید. سازگاری دقیق و کنترلشده آن با سیستم رزینی به آن اجازه میدهد تا به طور مؤثر به رابط هوا-پوشش مهاجرت کرده و یک فیلم سطحی جدید و یکنواخت را تشکیل دهد. این سازگاری محدود، اما کافی، تضمین میکند که افزودنی میتواند بر خواص سطحی تأثیر بگذارد بدون اینکه به طور کامل در حجم پوشش ادغام شود، و در نتیجه همترازی خوبی، به ویژه “اثر موج بلند” را به دست آورد.